微波食品塑料包装材料

杨涛 杨铄冰

（1.宜兴市光辉包装材料有限公司；2.江南大学化学与材料工程学院）

根据对微波加热的不同作用方式，包装材料可分为微波穿透材料、微波吸收材料和微波反射材料三种。塑料材料属于微波穿透材料，微波塑料包装主要为微波透过型包装薄膜和容器。微波食品包装材料，一般也是指微波食品的内包装用材，是可以微波炉直接加热处理的食品包装材料。即包装不用改拆，而与食品一同放入微波炉中加热处理，出炉后打开即食的一类食品包装材料。

塑料作为微波食品包装材料，由于热容小，具有加热升温快、节能的优点，而且塑料制品多种多样，加工成型便捷，轻便耐用，可以适应盛装各种类型微波食品的不同包装需求。另外，塑料品种众多，新产品层出不穷，新加工技术和改性手段使通用塑料产品性能大幅提升或产生质的改变，使越来越多的塑料产品可以适应和满足微波食品包装材料安全环保、耐高低温、微波高穿透性、易加工成型、成本低廉的要求。因此，微波食品塑料包装材料与其它类材料相比，其应用比例越来越高，是发展前景最好的微波食品包装材料之一。

一、微波食品（内）包装用塑料材料

塑料有通用塑料、工程塑料、特种工程塑料之分，品种众多，性能差异较大，实际应用于微波食品包装的塑料材料并不是很多，下面分类进行分析说明。

1. 通用塑料类微波食品包装材料

（1）聚丙烯（PP）

聚丙烯，是聚烯烃聚合物中耐热性最好的材料。与聚乙烯相比，聚丙烯的耐油性更佳，耐热性能明显提高，而且卫生、环保。虽耐寒性稍差，但仍成为当今用量最多、范围最广的微波食品包装材料。微波食品聚丙烯包装材料有纯聚丙烯和填充聚丙烯两类。纯聚丙烯微波食品包装材料是由聚丙烯均聚物或嵌段丙烯共聚物加工而成。当采用嵌段丙烯共聚物时，包装材料的耐寒性明显改善，可以耐-20℃以下的低温，但其耐热性较均聚物会有一定下降。两类聚丙烯材料的耐热性均高于 110℃，对于水性微波食品的烹调以及饭菜的再加热处理，均不存在问题。由于耐热性偏低的问题，高糖分食品或油脂食品，不宜选用未经特殊耐热处理的纯聚丙烯材料。填充聚丙烯微波食品包装材料中，多采用滑石粉作为填充剂，填充聚丙烯微波食品包装材料中，滑石粉等填料用量一般在30%左右，其耐热性可达到130℃以上。个别品种中，其填料用量可达50%，如日本中央化学株式会社的商品名为“CT”的填充型聚丙烯容器[1]，滑石粉含量为 50%（聚丙烯：滑石粉=1:1），其耐热性为140℃，耐寒性为-30℃。

随着聚合和加工技术的不断进步，聚丙烯新品在微波食品包装领域有了更好应用。比如，Veriplast International公司生产的Serve and Dine碗[3]，采用PP材料注塑而成，该碗适用于微波加热，可以用于包装热汤、炒菜或布丁。Sharp Interpack公司开发的一种全新的微波适用PP托盘[3]，该托盘可包装烘烤的食品，或新鲜的鱼、禽及肉制品，预制烹制面食、蔬菜及方便食品等。

（2）聚苯乙烯（PS）

聚苯乙烯由于其耐热性低，普通聚苯乙烯不适合做微波食品包装材料，随着耐热聚苯乙烯品种及加工技术的开发，聚苯乙烯才最终进入微波食品包装材料行列。耐热型双向拉伸聚苯乙烯片材，其耐热性比普通PS片材提高30℃左右，可达到 120℃左右的水平，满足微波加热的耐热性要求。常用该材料制作可观察的透明盖板，与不透明填充聚丙烯容器组合成微波容器使用。采用耐热性塑料薄膜与PS复合或制作PS耐热合金的方式，均能使 PS耐热性显著提高，达到耐受微波加热的高温要求。据文献报道，在聚苯乙烯片材上复合耐热薄膜，可将其耐热温度提高到130-135℃水平。

2. 工程塑料及特种工程塑料类微波食品包装材料

工程塑料、特种工程塑料与通用塑料相比，在强度、耐热性或其它特性功能方面具有更优的性能，而且品种众多，新品不断涌现，下面简单介绍几种适用于微波食品包装材料的工程塑料和特种工程塑料品种。

（1）聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）

普通PET材料耐热温度偏低，无法满足微波加热的高温要求。PET树脂结晶化后，其耐热温度大幅提升，最高可达230℃。结晶化PET(CPET)是一种十分理想的微波食品包装材料，CPET容器从 1983年开始成为航空用微波加热食品包装容器以来，一直是微波食品包装的主要用材，与PP材料一起占据着微波食品包装材料的主要市场。玻璃纤维加填料增强PET材料具有更好的强度和耐热性。据文献报道[1]，以热硬化PET30%+碳酸钙 50%+玻璃纤维 20%的混合材料，采用热成型方式，可以制成微波炉用食品包装容器。此外，值得一提的是意大利的M&G公司开发的PET固相加聚技术（SSPA），提高了PET的性能，并可生产PET发泡产品，其耐温高达220℃，可用于生产微波炉及烤箱容器[4]。

（2）聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）

PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、耐化学性好，吸水率低，电绝缘性好等特点。PBT与PET具有相似的物理机械性能，但其耐热性要比PET好很多，PBT熔点为 225～235℃，热变形温度在 160-180℃，可以在 140℃下长期工作。其阻隔性和光泽度也优于PET，缺点是其热封性能差，但可通过复合热封层的办法有效解决。PBT膜高温收缩率低，耐热水，可以作微波烹调袋使用。

（3）聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）

PEN是聚酯家族中重要成员之一，是由2,6-萘二甲酸二甲酯（NDC）或2,6-萘二甲酸（NDA）与乙二醇（EG）缩聚而成，是一种新兴的优良聚合物。其化学结构与PET相似，不同之处在于分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环。萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能、气体阻隔性能、化学稳定性及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。由于萘环较苯环具有更大的刚性，使PEN比PET更具有优良的热性能。PEN的熔点为265℃与PET相近，其玻璃化温度在120℃以上，比PET高出50℃左右。PEN薄膜可以承受 160℃的高温，大大超过聚酯薄膜120℃的水平，PEN材料具备好的耐热性和微波穿透性，可以用于微波食品包装材料。

（4）聚酰胺（PA）

PA俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料增强改性，提高性能和扩大应用范围。近年来新开发的特殊品种尼龙 MXD6是一种结晶性半芳香尼龙，具有吸水率低、热变形温度高、拉伸强度和弯曲强度高、成型收缩率小、对O2、CO2等气体的阻隔性好等特点。其熔点比PA高20℃。MXD6主要用于与其它树脂共混和复合，生产高阻隔包装薄膜，用于阻气性要求很高的食品包装如奶酪、火腿肠、油脂食品等。该类薄膜可以作为微波食品包装材料。

（5）聚甲基戊烯（PMP）

聚甲基戊烯可以用作微波食品包装材料，主要是因为其具有以下优点：①耐热性优良。其熔点为230-240℃，软化点为145-170℃。一些特殊加工的聚甲基戊烯材料耐热温度甚至可达180-200℃。②透明性好。光透过率大于90%，且易染色。③密度小，为 0.83g/cm³。④其具有优良的耐药品性和耐水佳。⑤微波穿透性佳。⑥保形性好，微波处理后，易于与包装食品脱离。⑦食品卫生安全性优良，符合美国FDA、欧盟等相关食品包装法规要求[3-4]。

此外，还有一些新塑料品种和材料在微波食品包装中成功应用，如：NOVA Chemicals公司开发的一种发泡树脂DYLABK FG[5]，该种树脂结合了低温韧性和高温刚性的优点，从而可以应用在微波炉加热的食品包装上，这种新材料可以用来制作餐馆里的外带餐盒、食品包装、微波冷冻肉的包装。美国 GE公司用聚苯醚（PPO）与结晶PS混合成耐热容器[1]，其耐热程度与PPO含量有关，其含量越高，耐热性越好。该容器为低密度的耐热性包装材料，可作为烧烤、微波双炉容器使用。Camphell Soup公司的Le-menu是用磁粉与结晶型 PET混合热成型的磁性微波食品包装容器。Armour公司的Classic-Light冷冻预处理食品包装材料，也是通过添加磁粉制成的，适用于烧烤和微波加热[1]。

二、微波食品塑料包装安全标准与法规

微波食品塑料包装材料作为食品塑料包装材料的重要组成部分，其首先要符合和满足食品塑料包装安全的相关标准与法规，其次，还应符合微波加热食品的特殊安全性要求。

目前，我国关于微波食品塑料包装的标准只有中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T1891-2007系列——《进出口微波食品包装容器及包装材料卫生标准》，此系列标准共分为13个部分，其中关于塑料包装成型品的仅6个，分别是：SN/T1891.1-聚丙烯成型品、SN/T1891.2-三聚氰胺成型品、SN/T1891.3-聚乙烯成型品、SN/T1891.4聚氯乙烯成型品、SN/T1891.5-聚苯乙烯成型品、SN/T1891.12-聚对苯二甲酸乙二醇酯成型品。对于其它材料的微波食品塑料包装未做明确要求。

美国FDA在《行业指南：食品接触物质备案书提交的准备：化学建议》附件Ⅱ中，对微波塑料容器的迁移检验方法进行了特殊规定：在食用油或者油性食品模拟液中，要进行130℃下15min的微波迁移实验，在水类食品模拟液中，要进行100℃下15min的微波迁移实验。

欧盟特定迁移测试标准EN13130-1:2004《食品接触材料塑料中受限物质 塑料中物质向食品及食品模拟物特定迁移试验和含量的测定方法以及食品模拟物暴露条件选择的指南》中指出，对于微波容器的迁移实验，应该在合适的时间和温度下，在普通加热炉或微波炉中进行。欧盟对于微波条件下迁移时间和温度的选择方法，还指定了专门标准EN14233:2002《与食品接触的材料和器具塑料为了选择迁移测试的适当温度在微波炉或传统炉加热过程中塑料和食品接触面塑料材料和器具温度的测定》和EN15284:2007《与食品接触的材料和制品 陶瓷、玻璃、玻璃陶瓷或塑料炊具的微波加热耐力的试验方法》[6]。

三、微波食品塑料包装材料发展趋势

相信随着科技的进步与发展，未来将会有更多的塑料材料应用到微波食品包装中，会有更多新的包装设计和加工技术，综合看，微波食品塑料包装材料的发展趋势主要有如下三个：

1. 材料复合技术的广泛应用与发展

微波食品塑料包装材料复合，可以是不同塑料品种之间的复合，也可以是塑料与其它微波材料之间的复合，可以采用塑料合金、共挤、粘贴、蒸镀、喷涂、涂布等多种复合技术手段，也可以采用上述复合技术中的两种或多种技术的组合加工方式。

氧化硅蒸镀薄膜是在 PET、PA、PP等基材上蒸镀上一层硅氧化物，这种镀膜具有高阻隔性、高微波透过性、透明性的特点，可用于高温蒸煮、微波加工的食品软包装。在德国市场上销售的Buss牌带有汤和熟食的可蒸煮、微波加热的快餐封盖，就是该类产品[7]。

Mead Westvaco公司的Printkote Ovenable[2]是一种漂白的纸包材，表面有PET涂层，对油脂和水的隔离性能较强，可适用于冷藏、常温环境，还耐微波高温加热。其最大的优势在于，这种包材的成本低。

“微波感受膜”[8]，是一种采用真空镀铝的PET薄膜，铝分子吸收微波能，同时产生辐射能，随后转变为辐射热，形成第二加热源，使食物靠近包装的外表被加热，食物表面变得焦黄松脆。微波感受膜可采用压敏胶的方式，贴在食品包装袋内部，或制成各种形状的包装加热容器，配合在微波炉中反复使用。

2. 新设计赋予微波食品包装更多新功能

新设计可以突破传统的微波食品塑料包装保护、简单加热处理的功能，使微波食品包装的烹饪作用大幅提升，更契合年轻消费者生活快节奏和对食品色味、口感更高的品质要求。

微波加工的爆玉米花包装[9]：把未爆的玉米粒包装在二层纸袋中，用聚乙烯醇胶封，预留一个爆炒过程中水蒸气可以逸出的孔，放在微波炉中加热，就可以得到爆玉米花。也可直接把玉米粒装在可热封的PET袋中，袋底用一片金属化的膜衬底，便可放在微波炉中加热。由于微波可透过PET，使玉米粒受热爆胀，而金属化PET膜的金属层会吸收微波，并转变成红外线反射到PET袋内，从而提高玉米爆炒过程中PET袋内温度，缩短爆炒时间。德国Sued pack UK公司推出的全新 Ecovent微波包装概念[2]，解决了面包、意大利面等产品加热问题。Ecovent包装采用了一种透气的薄膜及非传导性纸质套封等技术，比传统烤箱的加热效果出色。Graphic Packaging International公司的Quilt Wave微波包装技术[5]，是采用独特的复合包装袋包装热狗。当包装袋碰到微波能量时就会膨胀，与食品紧密接触。这可以在热狗周围迅速形成一个热层，驱走湿气，并且加热热狗，使其产生一种非比寻常的新鲜味道和口感。采用这种包装的热狗，用微波炉加热35秒即可食用。

JavaVoo公司开发的微波煮咖啡技术[5]，用可微波加热的包装容器代替咖啡机。这款聚丙烯容器，它的主要部件是两个杯子——水杯和咖啡杯。水杯倒置放在沏咖啡的杯子上面，一旦微波加热，使水达到预定的压力或者温度，就通过一个获得专利的泄露阀，流到盛咖啡的腔室，最后流到下面的咖啡杯中。

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该包装还包括一个液体分离器，并采用普通的收缩标签包装，其货架寿命能够达到3-4个月。

3. 新材料引入大幅提升微波食品塑料包装性能

纳米技术、石墨烯材料、仿生材料、水凝胶材料等等，近年来研究发现的一些具有突破性的功能类新材料，其新的研究成果不断在更新着我们对塑料材料及性能的理解和认知。微波作为一项非传统的食品加热处理技术，也许能与这些新材料碰撞出新的火花。航空航天事业的迅猛发展，外太空的特殊条件和对航天食品包装的特殊要求，也为这些新材料成为微波食品包装材料提供了一种契机。

此外，行业及有关机构应进一步加强对微波食品塑料包装材料的全面、系统的卫生、安全性试验研究，尽快获得各种材料微波条件下的安全数据，以确保微波食品包装材料更加安全、卫生、环保，为人类饮食提供更优的服务与保障。

[1] 吴湘匡，微波食品之包装技术，国外包装技术，1990 (2)：33-39；

[2] 宗莳，微波食品包装花样翻新，中国包装工业，2009（6）：15；

[3] 林恩典，有益食品包装的新型PMP树脂，中国包装科技，1991（1）：11；

[4] 陈昌杰，微波炉用塑料容器，上海塑料，2000（1）：30-32；

[5] 郝发义，浅谈微波食品包装的发展，印刷技术，2007（1）：52-54；

[6] 宋翠，陈淑祥，高翠玲等，国内外微波食品塑料包装安全性研究现状，中国塑料，2012（12）：102-105；

[7] 朱新新，微波食品包装技术及其应用，中国包装报，2010 11 16 ，第003 版；

[8] 微波食品包装技术的研究分析，中外食品，2002（4）：39-41；

[9] 陈景华，快餐食品常用的软塑包装材料，印刷技术 2003（18）：23-25。